上引式连续铸造装置和上引式连续铸造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种上引式连续铸造装置和上引式连续铸造方法。
【背景技术】
[0002]在日本专利申请公开N0.2012-61518 (JP2012-61518A)中，发明人提出了一种不需要模具的作为新颖的上引式连续铸造方法的自由铸造方法。如在JP2012-61518A中所描述的，在启动器浸没到熔融金属的表面(或熔融金属表面)中之后，拉起启动器，并且随后，熔融金属借助于熔融金属的表面膜和表面张力跟随启动器并且还被拉出。此处，熔融金属通过靠近熔融金属表面放置的形状限定构件拉出，并且随后冷却，从而实现具有所需截面形状的铸件的连续铸造。
[0003]在常规的连续铸造方法中，纵向方向上的形状由模具和截面形状一起限定。特别地，在连续铸造方法中，由于需要使凝固的金属(也就是说，铸件)穿过模具的内部，已经铸造的铸件的形状沿纵向方向直线延伸。相反地，自由铸造方法中的形状限定构件仅限定了铸件的截面形状，而没有限定纵向方向上的形状。此外，由于形状限定构件能够沿与熔融金属表面平行的方向(也就是说，沿水平方向)移动，从而获得了铸件在纵向方向上的各种形状。例如，JP2012-61518 A公开了一种中空铸件(也就是说，管)，该中空铸件形成为诸如纵向方向上锯齿形形状或螺旋形形状之类的非线性形状。
[0004]发明人发现了下述问题。在JP 2012-61518 A中，没有公开用于具有分支结构的铸件的制造方法。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种上引式连续铸造装置和一种上引式连续铸造方法，通过该上引式连续铸造装置和该上引式连续铸造方法能够形成具有分支结构的铸件。
[0006]根据本发明的一个方面的一种上引式连续铸造装置包括保温炉和形状限定构件，该保温炉保持熔融金属，该形状限定构件靠近通过保温炉保持的熔融金属的熔融金属表面设置，并且在熔融金属穿过形状限定构件时限定了待铸造的铸件的截面形状，并且该形状限定构件能够在接合状态与分开状态之间进行切换。通过该结构，可以形成具有分支结构的铸件。
[0007]上引式连续铸造装置还可以包括熔融金属切割器，该熔融金属切割器在形状限定构件处于分开状态的情况下插入已经穿过形状限定构件的熔融金属中。此外，一对熔融金属切割器可以设置成经由已经穿过形状限定构件的熔融金属在形状限定构件分开所沿的分型线上面向彼此。通过该结构，可以进一步确保形成具有分支结构的铸件。
[0008]形状限定构件包括内部形状限定构件和外部形状限定构件，并且待铸造的铸件具有中空结构。上引式连续铸造装置还可以包括冷却部，该冷却部使已经穿过所述形状限定构件的熔融金属冷却并凝固。
[0009]上引式连续铸造装置可以是自由铸造装置，其中，当将启动器从熔融金属表面拉起时，熔融金属借助于表面膜和表面张力跟随启动器并且从所述熔融金属表面被拉起，从而形成被保留的熔融金属，通过形状限定构件为被保留的熔融金属赋予形状，并且该被保留的熔融金属从上侧向下侧凝固，从而形成铸件。
[0010]根据本发明的一个方面的一种上引式连续铸造方法包括:将保持在保温炉中的熔融金属拉起，同时使得熔融金属穿过限定待铸造的铸件的截面形状的形状限定构件；通过使已经被拉起穿过形状限定构件的熔融金属冷却来使熔融金属凝固；以及在铸造期间使形状限定构件从接合状态切换至分开状态。通过该结构，可以形成具有分支结构的铸件。在铸造期间已经分开的形状限定构件可以从分开状态切换至接合状态。
[0011]在形状限定构件处于分开状态的情况下，熔融金属切割器可以插入已经穿过形状限定构件的熔融金属中。此外，一对熔融金属切割器可以设置成经由已经穿过形状限定构件的熔融金属在形状限定构件分开所沿的分型线上面向彼此。通过该结构，可以进一步确保形成具有分支结构的铸件。
[0012]而且，形状限定构件可以通过内部形状限定构件和外部形状限定构件构造，并且可以铸造具有中空结构的铸件。
[0013]上引式连续铸造方法可以是自由铸造方法，其中，当启动器从熔融金属表面拉起时，熔融金属借助于表面膜和表面张力跟随启动器并且被从熔融金属表面拉起，从而形成了被保留的熔融金属，通过形状限定构件为被保留的熔融金属赋予形状，以及被保留的熔融金属从上侧向下侧凝固，从而形成铸件。
[0014]根据本发明，可以提供一种上引式连续铸造装置和一种上引式连续铸造方法，通过该上引式连续铸造装置和该上引式连续铸造方法，能够形成具有分支结构的铸件。
【附图说明】
[0015]下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优势和技术及工业意义进行描述，其中，相似的附图标记指示相似的元件，并且其中:
[0016]图1为根据第一实施方式的自由铸造装置的截面图；
[0017]图2A为形状限定构件102 (当接合在一起时)的平面图，以及图2B为形状限定构件102的平面图(当分开时)；
[0018]图3A为示出了形状限定构件102与熔融金属切割器Cl、C2之间的位置关系(当形状限定构件102接合在一起时)的平面图，以及图3B为示出了形状限定构件102与熔融金属切割器Cl、C2之间的位置关系(当形状限定构件102分开时)的平面图；
[0019]图4为根据第一实施方式的铸件M3的立体图；以及
[0020]图5为沿着图4中的切割平面线V-V截取的截面立体图。
【具体实施方式】
[0021]下文将参照附图对适用本发明的特定实施方式进行详细解释。然而，应当指出的是，本发明不限于下文描述的实施方式。同样，下文的陈述和附图根据需要而被简化以阐明解释。
[0022](第一实施方式)首先，将参照图1对根据第一实施方式的自由铸造装置(上引式连续铸造装置)进行描述。图1为根据第一实施方式的自由铸造装置的截面图。如图1中所示，根据第一实施方式的自由铸造装置包括熔融金属保温炉101、三个内部形状限定构件102al、102a2和102a3、外部形状限定构件102b、四个内部冷却气体喷嘴103、支承杆104、致动器105和外部冷却气体喷嘴106。图1中的xy平面构造了水平表面，并且z轴线方向为竖向方向。更具体地，z轴线上的正向方向为竖向向上的方向。
[0023]熔融金属保温炉101保持诸如铝及铝合金之类的熔融金属M1，并且将熔融金属Ml保持在给定的温度。在图1中示出的示例中，由于熔融金属保温炉101中的熔融金属没有被补充，熔融金属Ml的表面(或熔融金属表面)随着铸造的进行而降低。然而，可以根据需要在铸造期间将熔融金属补充到熔融金属保温炉101中，使得熔融金属表面保持恒定。当然，熔融金属Ml可以是除铝之外的其他金属或合金。
[0024]内部形状限定构件102al、102a2、102a3和外部形状限定构件102b由例如陶瓷或不锈钢制成，并且靠近熔融金属表面设置。在图1中的示例中，三个内部形状限定构件102al、102a2、102a3和一个外部形状限定构件102b设置成与熔融金属表面接触。然而，内部形状限定构件102al、102a2、102a3和外部形状限定构件102b可以设置成使得内部形状限定构件102al、102a2、102a3和外部形状限定构件102b的位于下侧(熔融金属表面侧)的主表面不与熔融金属表面接触。具体地，可以在内部形状限定构件102al、102a2、102a3和外部形状限定构件102b的位于下侧的主表面与熔融金属表面之间提供给定间隙(具有例如大约0.5mm的间隙)。三个内部形状限定构件102al、102a2、102a3限定了待铸造的铸件